а |
б |
Си бАв г Д И
Рис 22. Зависимость растяжимости (а, б), температуры размягчения (в)
итемпературы хрупкости (г) ПБВ от содержания ДСТ
ипластификатора И-40А: 1 – 0%; 2 – 5%; 3 – 10%; 4 – 15%;
5 – 20%; 6 – 25%; 7 – 35%
121
а |
б |
Си бАв г Д И
Рис. 23. Зависимость температуры вспышки (а), интервала работоспособности (б) и эластичности (в, г) ПБВ от содержания полимера ДСТ и пластификатора И-40А: 1 – 0%; 2 – 5%; 3 – 10%;
4 –15%; 5 – 20%; 6 – 25%; 7 – 35%
122
На свойства ПБВ значительное влияние оказывает структурный тип битума. Степень структурированности ПБВ повышается с увеличением степени структурированности исходного битума, причем наиболее заметно при переходе от исходных битумов II типа (марки БН) к III типу (марки БНД) и при больших содержаниях полимера.
В связи с тем, что ПБВ содержит три компонента, различающихся по плотности, они склонны к расслоению в условиях выдерживания при высок х температурах. Изменение свойств битума и ПБВ различных составов было изучено в процессе расслоения и старения
при 160 ° |
в течен е 5, 8, 24 и 72 ч. Испытания показали, что за счет |
|
расслоен я показатели свойств изменяются значительно сильнее, чем |
||
С |
к старению ПБВ с пластификатором |
|
при старен |
. Устойч вость |
|
практически не отл чается от |
итумов, а устойчивость к расслоению |
|
по некоторым показателям выше. В связи с этим рекомендовано пе- |
||
ремеш ван е ПБВ с периодичностью 2 – 3 ч в процессе хранения при |
||
температурах. |
|
|
рабочих |
|
|
бА |
||
Изучен е вл ян я физико-механических свойств ПБВ различных марок на свойства полимерасфальтобетонов разных типов структуры показало, что по сравнению с асфальтобетонами на битумах полимерасфальтобетоны характеризуются меньшей чувствительностью к изменению температуры, повышенной динамической устойчивостью, сдвигоустойчивостью и деформативностью при низких температурах, более высокой морозостойкостью и устойчивостью к старе-
В СибАДИ разработаны составыДи технология приготовления ПБВ в тригональной смесительной установке [31] применительно к суровым климатическим условиям г. Нефтеюганска (абсолютный минимум температуры –50 °С, температура наиболее холодных суток –47 °С). При подборе составов ПБВ температуры хрупкости и размягчения должны соответствовать климатическим условиям эксплуата-
нию [28].
симости от заданной температуры трещиностойкостиИполимерасфальтобетона, которая приведена в ГОСТ 9128 (прил. ), по формуле
ции полимерасфальтобетонных покрытий [11, 29, 32].
Требуемую температуру хрупкости ПБВ рассчитывают в зави-
Ттр 0,8696ТхрФ 0,0818 , |
(60) |
123
где Ттр – температура трещиностойкости полимерасфальтобетона, °С; ТФхр – температура хрупкости ПБВ по Фраасу, °С.
Температура размягчения ПБВ должна соответствовать расчетной температуре сдвигоустойчивости полимерасфальтобетонных по-
С |
|
|
крытий. Ее определяют по ГОСТ 9128 в соответствии с табл. И.1 |
||
(прил. И) или рассчитывают по следующей формуле: |
|
|
|
Тр = 0,9967Тт + 35,354, |
(61) |
где Тр – температура размягчения, °С; Тт – температура воздуха |
||
тёплого месяца, °С. |
|
|
При рекомендуемой для г. Нефтеюганска температуре трещино- |
||
стойкости пол мерасфальто етонного покрытия на дорогах I, II |
тех- |
|
ническ х категор й, равной –47 °С, температура хрупкости ПБВ |
||
должна составлять –54 °С, а температура размягчения 58 °С. |
|
|
наиболее |
|
|
Пол мернотумное вяжущее готовили в лабораторном смеси- |
||
теле с регул руемой с стемой о огрева и перемешивающим устрой- |
||
ством – пропеллерной мешалкой. Температура приготовления ПБВ |
||
составлялабА150 – 160 °С, продолжительность смешения компонентов
– 3 ч. Для получения ПБВ использовали битум II типа структуры марки БН 60/90 ООО «Лукойл-Пермнефтеоргсинтез», полимер ДСТ 30-01 ОАО «ВоронежсинтезкаучукД» и индустриальное масло марки И-40А ОАО «Новокуйбышевский НПЗ».
Содержание в вяжущих ДСТ составляло 2,5 – 4,5%, индустриального масла – 10 – 20% по массе. Были получены однородные по- лимерно-битумные вяжущие марок ПБВ 90, ПБВ 130, ПБВ 200. Как видно из приведенных в табл. 32 данных, ПБВ всех марок имеют низкие температуры хрупкости, высокие показатели пластичности и эластичности при 0 °С, достаточно высокую устойчивость к старению. При любом содержании ДСТ и И-40А важнейший показатель техники безопасности при производстве работ – температура вспышки – соот-
ветствует нормативным требованиям. |
И |
Полимерно-битумное вяжущее, содержащее 4,5% по массе ДСТ и 10% масла И-40А, соответствует марке ПБВ 90. Такое вяжущее
имеет высокие показатели пластичности, эластичности, теплостойкости и низкотемпературной трещиностойкости. Полимерно-битумные вяжущие всех марок имеют хорошее сцепление с мрамором и удовлетворительное – с кварцевым песком.
124
Для получения ПБВ с температурами хрупкости –54 °С необходимо увеличивать содержание пластификатора выше 20% и полимера
|
более 5%. Высокое количество пластификатора вызывает неоднород- |
|||||||
|
ность (расслаиваемость) ПБВ при хранении и эксплуатации в дорож- |
|||||||
|
ной конструкции. При высоком содержании полимера увеличивается |
|||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
стоимость ПБВ, повышаются температуры приготовления ПБВ и сме- |
|||||||
|
сей на его основе. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 32 |
|
|
Физ ко-механ ческ е свойства полимерно-битумных вяжущих на основе |
|||||||
|
Глубина |
|
|
|
|
|||
|
|
|
полимера ДСТ- 30-01 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
Вяжущее |
|
|
|
|
Показатель |
БН |
|
БН 60/90 – |
|
БН 60/90 – |
БН 60/90 – |
|
|
60/90 |
|
85,5%; |
|
82,5%; |
76,5%; |
|
|
|
|
|
|
ДСТ – 4,5%; |
|
ДСТ – 2,5%; |
ДСТ – 3,5%; |
|
|
|
|
|
И-40А – 10% |
|
И-40А – 15% |
И-40А – 20% |
|
|
прон кан я |
|
|
|
|
|
|
|
|
иглы, 0,1 мм, |
|
|
|
|
|
|
|
|
при температуре: |
|
|
|
|
|
|
|
|
25 °С |
75 |
|
98 |
|
190 |
213 |
|
|
0 °С |
28 |
|
66 |
|
82 |
122 |
|
|
Температура |
|
|
|
|
|
|
|
|
размягчения, °С |
45 |
|
68 |
|
47 |
56 |
|
|
Температура |
|
|
Д |
|
|
||
|
хрупкости, °С |
–19 |
|
–37 |
|
|||
|
|
–32 |
|
–36 |
|
|||
|
Растяжимость, см, |
бА |
|
|
||||
|
при температуре: |
46 |
|
|||||
|
25 °С |
81 |
35 |
36 |
|
|||
|
0 °С |
7 |
18 |
39 |
48 |
|
||
|
Эластичность, %, |
|
|
|
|
И |
|
|
|
при температуре: |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 °С |
- |
95 |
89 |
90 |
|
||
|
0 °С |
- |
75 |
75 |
88 |
|
||
|
Изменение темпера- |
|
|
|
|
|
|
|
|
туры размягчения |
|
|
|
|
|
|
|
|
после прогрева, °С |
1 |
2 |
2 |
3 |
|
||
|
Температура |
|
|
|
|
|
|
|
|
вспышки, °С |
256 |
242 |
238 |
235 |
|
||
|
Сцепление: |
|
|
Выдерживает по контрольному образцу |
|
|||
|
- с мрамором |
№ 2 |
|
№2 |
|
№ 2 |
№ 2 |
|
|
- с песком |
№ 3 |
|
№ 3 |
|
№ 3 |
№ 3 |
|
|
Однородность |
|
|
Однородно |
|
|
||
|
Марка ПБВ |
- |
|
ПБВ 90 |
|
ПБВ 130 |
ПБВ 200 |
|
125